Page 97 - 理化检验-物理分册2021年第二期
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胡芳婷, 等: 外加厚 P110 油管接头的脱扣原因


            状态下进行计算, 认为过盈 2 圈时, 可使螺纹连接达                            对于 88.9mm×6.45mm 外加厚 P110 油管,


                                                                       ϕ
            到最佳 状 态, 考 虑 其 他 因 素 的 影 响, 安 全 系 数 取              其有限元计算结果认为在按标准计算的最佳扭矩下
            1.25 , 将该值作为最大扭矩进行推荐。                              螺纹达到最佳状态, 考虑其他因素的影响, 安全系数
                 由上述有限元结果可知, 当过盈 1 圈( 现场上扣                     取 1.25 , 将该值作为最大扭矩进行推荐, 实物上、 卸
            扭矩) 时螺纹牙型承载面接触应力较小, 几乎近似于                          扣试验也验证了该值的可行性。
            牙型导向面接触应力, 说明该扭矩下螺纹牙型没有
            进行较好的扭矩传递, 降低了螺纹的连接强度。因                           5  结论
            此认为过小的上扣扭矩不利于螺纹扭矩的传递, 在                                当现场采用较小的上扣扭矩时, 会降低螺纹的
            其他径向载荷的作用下容易发生脱扣事故, 破坏管                            连接强度, 在遇阻时活动管柱, 油管受到震动、 井壁
            柱的完整性。                                             摩擦力及其他径向载荷, 使螺纹产生反向滑动, 发生
            3.3  实物上扣试验                                        松动形成脱扣。在不考虑螺纹几何公差配合、 螺纹
                 依据上述计算出的最佳、 最大扭矩, 开展了同规                       脂摩擦特性、 螺纹表面镀层、 上扣速度等因素影响的

            格新油管室温下的上、 卸扣实物试验。按计算的最                            情况下, 认为该 88.9mm×6.45mm 外加厚 P110
                                                                            ϕ
            佳扭矩进行上、 卸扣, 可满足标准是 9 上 9 卸后螺纹                      油管在按标准计算的最佳扭矩下螺纹达到最佳状
            无变色、 无损伤、 无粘扣的要求。按计算的最大扭矩                          态, 考虑其他因素的影响, 安全系数取 1.25 。
            进行上、 卸扣时, 至第 7 次时外螺纹出现中度粘扣。
                                                               参考文献:
                 虽然该试验试样较少, 不排除数据的偶然性, 但
            能说明按照标准计算的最大扭矩作为该规格的最大                              [ 1 ]   张广路, 杨鹏, 韩军 .89mmAPI外加厚油管接头上扣

            上扣扭矩存在一定的风险。根据以上实物上、 卸扣                                 扭矩实验研究[ J ] . 钻采工艺, 2012 , 35 ( 1 ): 72-73.

            试验结果和相关文献, 按标准计算的最佳扭矩可作                             [ 2 ]   吕拴录, 杨向同, 周 理 志, 等 .ZXG6-1 井 88.9 mm 特
                                                                    殊螺纹接头油管脱扣原因分析[ J ] . 石油管材与仪器,
            为该规格油管的最大扭矩值。
                                                                    2015 , 1 ( 1 ): 50-54.
            4  分析与讨论                                            [ 3 ]   宋利滨, 马源, 吴泽敏 . 圆螺纹油管上扣扭矩计算方法

                                                                    [ J ] . 压力容器, 2014 , 31 ( 4 ): 75-79.
                 该 88.9mm×6.45 mm 外加厚 P110 油管脱                  [ 4 ]   李月光, 曾豪勇, 魏云龙 . 基于有限元技术的螺纹联接


                   ϕ
            扣失效后螺纹牙型呈明显的拉脱痕迹, 没有明显金
                                                                    摩擦扭矩的分析[ J ] . 机械工程师, 2012 ( 2 ): 53-54.
            属划痕、 牙型磨平等形貌特征, 可排除错扣原因导致                           [ 5 ]   史交齐, 宋治, 张毅 . 改进上扣控制方法提高油套管螺
            的脱扣。失效油管的几何尺寸、 化学成分、 拉伸性能                               纹连接质量[ J ] . 石油钻采工艺, 1997 , 19 ( 1 ): 23-29.
            和显微组织均符合油田订货技术协议要求, 同批次、                            [ 6 ]   石亦平, 周 玉 蓉 .ABAQUS 有 限 元 分 析 实 例 详 解
            同规格新油管的螺纹参数测量和实物拉伸试验亦符                                  [ M ] . 北京: 机械工业出版社, 2019.
            合订货技术协议。在静拉伸载荷下, 即使上扣扭矩                             [ 7 ]   李岩, 谢俊峰, 张旭, 等 . 某井修复油管脱扣原因分析
            较小, 拉伸失效后油管只发生断裂却未发生脱扣, 说                               [ J ] . 理化检验( 物理分册), 2017 , 53 ( 1 ): 46-50.
                                                                [ 8 ]   张虎, 童金环, 刘峰, 等 . 油管粘扣原因分析及应对措
            明失效油管下部管柱自重对管柱造成的拉应力不是
                                                                    施[ J ] . 中 国 石 油 和 化 工 标 准 与 质 量, 2012 , 33 ( 15 ):
            造成脱扣的主要原因。
                                                                    130-131.
                 在有限元中按照标准规定的手紧位置, 将上扣
                                                                [ 9 ]   张钧, 赵国仙, 吕祥鸿, 等 . 塔里木油田某井油管脱落
            圈数和过盈量进行换算, 得到螺纹牙型表面接触应                                 原因分析[ J ] . 理 化 检 验 ( 物 理 分 册), 2014 , 50 ( 11 ):
            力, 利用式( 2 ) 找到了上扣扭矩和过盈圈数的对应关
                                                                    845-848.
            系。一般油管在正常上扣连接情况下, 接箍内螺纹                            [ 10 ]   滕学清, 吕拴录, 宋周成, 等 . 某井特殊螺纹套 管 脱 扣
            接头金属密封面位置与外螺纹接头金属密封面上扣                                  和粘扣原因分析[ J ] . 理化检验( 物理分 册), 2011 , 47
            配合后应该有足够的接触压力。而现场采用较小的                                  ( 4 ): 261-264.
            上扣扭矩, 降低了螺纹的连接强度, 在遇阻时活动管                          [ 11 ]   高连新, 史交齐, 金烨 . 上扣扭矩对圆螺纹套管连接强
            柱, 油管受到震动、 井壁摩擦力及其他径向载荷, 使                              度的影响[ J ] . 天然气工业, 2005 , 25 ( 2 ): 87-89.
            螺纹产生反向滑动, 发生松动形成脱扣。



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